Forma de onda
Una forma de onda es una representación visual de una forma de onda , como una onda que se propaga a través de un medio físico, o su representación abstracta [1] [2] .
En muchos casos, el medio en el que se propaga la onda no permite observar visualmente su forma. En este caso, el término "onda" se refiere a la forma de un gráfico de una cantidad que varía con el tiempo o depende de la distancia. Se puede usar un osciloscopio para observar la forma de las oscilaciones eléctricas , mostrando en la pantalla el valor de la cantidad medida y su cambio en el tiempo.
En un sentido más amplio, los términos "señal", "onda", "oscilación" se utilizan para formar un gráfico de los valores de cualquier cantidad que varía en el tiempo o en el espacio.
Ejemplos de ondas (oscilaciones) de las principales formas
Las señales periódicas más frecuentemente consideradas son del siguiente tipo ( - tiempo , - amplitud de oscilación , - período, - frecuencia del armónico fundamental ).
Oscilación sinusoidal
El estándar GOST R ISO/IEC 19762-4-2011 define una onda sinusoidal como una forma de onda básica caracterizada por una sola frecuencia y longitud de onda y utilizada para transmitir datos o información mediante la modulación de algún parámetro de onda [3] .
La amplitud de la onda sinusoidal cambia según la función trigonométrica del seno:
donde está la frecuencia cíclica , que muestra cuántos radianes cambia la fase de la oscilación en 1 s ( radian / s ), , - la fase inicial de la oscilación, que determina el valor de la fase total de la oscilación en el momento
El espectro de una onda sinusoidal contiene solo una línea espectral con la frecuencia de oscilación.
Oscilación periódica rectangular
Las señales de este tipo suelen utilizarse para representar y transmitir datos digitales . Analíticamente se puede escribir de muchas maneras, por ejemplo a través de la función de Heaviside :
donde esta el ciclo de trabajo .
![{\displaystyle x(t)=2\ A\sum _{n=-\infty}^{\infty}\left[h\left({\frac {t}{T))-n\right)-h \left({\frac {t}{T}}-n-{\frac {1}{S}}\right)\right]-1,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b38f7c2fbfab09b405f251d8b79c315a628bdde9)
Cuando describe un meandro , una oscilación periódica en la que las duraciones de las medias ondas positivas y negativas son iguales.
El espectro de una onda cuadrada está alineado, y el meandro no tiene armónicos pares en el espectro , la amplitud de los armónicos cae con un aumento en la frecuencia de 6 dB / octava :
![{\displaystyle x(t)={\frac {4}{\pi }}\sum _{k=1}^{\infty }{\frac {\sin \left[2\pi (2k-1)ft \right]}{2k-1))={\frac {4}{\pi }}\left[\sin(2\pi ft)+{\frac {1}{3}}\sin(6\pi pies)+{\frac {1}{5}}\sin(10\pi ft)+\dots \right].}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/37a3603d91731d48a3cd93a2b02064ae2f68873c)
Onda simétrica triangular
La mitad del período aumenta linealmente, la segunda mitad del período cae al mismo ritmo. Analíticamente se puede escribir como:
![{\displaystyle x(t)={\frac {2A}{\pi }}\arcsin \left[\sin \left({\frac {2\pi }{T}}t\right)\right].}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d34fe7e5f92638335d999c97589ed8320a1108ab)
El espectro de una onda triangular está alineado, no hay armónicos pares en el espectro, la amplitud de los armónicos disminuye con un aumento de frecuencia de 12 dB / octava:
![{\displaystyle x(t)={\frac {8}{\pi ^{2}}}\sum _{k=0}^{\infty }{\frac {(-1)^{k}}{ (2k+1)^{2))}\sin \left[{\frac {2\pi (2k+1)}{T}}t\right].}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/98dfbffab04eaf216b7159b5b6d0fce05ff13873)
Onda de diente de sierra
Aumenta linealmente a lo largo del período, al final del período cae instantáneamente al valor inicial. Gráficamente se parece a los dientes de una sierra. En ingeniería, el voltaje de diente de sierra o la corriente de diente de sierra se utilizan en barridos de osciloscopio y para escanear una trama de televisión . Analíticamente se puede describir mediante la expresión:
El espectro de ondas de diente de sierra está alineado, tanto los armónicos pares como los impares están presentes en el espectro, la amplitud de los armónicos disminuye con un aumento de la frecuencia de 6 dB / octava:
Otras formas de onda
Otras formas de onda a menudo se denominan compuestas o complejas porque pueden describirse como la suma de varias ondas sinusoidales o la suma de otras funciones.
En particular, cualquier oscilación periódica puede representarse como una serie de Fourier o una integral de Fourier en el caso de una oscilación no periódica.
Notas
- ↑ Definición de forma de onda . techterms.com . Consultado el 9 de diciembre de 2015. Archivado desde el original el 20 de diciembre de 2019.
- ↑ David Crecraft, David Gorham, Electrónica , 2.ª ed., ISBN 0748770364 , CRC Press, 2002, p. 62
- ↑ GOST R ISO/IEC 19762-4-2011 Tecnología de la información (TI). Tecnologías de identificación automática y recogida de datos (AISD). Diccionario Armonizado. Parte 4. Términos generales en el campo de la radiocomunicación. . Consultado el 25 de septiembre de 2020. Archivado desde el original el 18 de febrero de 2020.
Literatura
- Yuchuan Wei, Qishan Zhang. Análisis de forma de onda común: una generalización nueva y práctica del análisis de Fourier. Springer EE. UU., 31 de agosto de 2000
- Hao He, Jian Li y Petre Stoica. Diseño de forma de onda para sistemas de detección activa: un enfoque computacional . Prensa de la Universidad de Cambridge, 2012.
- Solomon W. Golomb y Guang Gong. Diseño de señal para una buena correlación: para comunicación inalámbrica, criptografía y radar . Prensa de la Universidad de Cambridge, 2005.
- Jayant, Nuggehally S y Noll, Peter. Codificación digital de formas de onda: principios y aplicaciones a voz y video . Acantilados de Englewood, Nueva Jersey, 1984.
- Soltanalian M. Diseño de Señales para Detección Activa y Comunicaciones . Disertaciones de Uppsala de la Facultad de Ciencia y Tecnología (impresas por Elanders Sverige AB), 2014.
- Nadav Levanon y Eli Mozeson. señales de radar Wiley. com, 2004.
- Jian Li y Petre Stoica, eds. Robusta formación de haz adaptable. Nueva Jersey: John Wiley, 2006.
- Fulvio Gini, Antonio De Maio y Lee Patton, eds. Diseño y diversidad de formas de onda para sistemas de radar avanzados. Institución de ingeniería y tecnología, 2012.
- John J. Benedetto, Ioannis Konstantinidis y Muralidhar Rangaswamy. " Formas de onda codificadas en fase y su diseño ". Revista de procesamiento de señales IEEE , 26.1 (2009): 22-31.
Enlaces
- Erfassung von Wellenformen beim Oszilloskop (abgerufen am 27 Jul 2018)
- Wellenformen nach Maß (abgerufen am 27. Jul. 2018)
- Radar-Wellenformen erzeugen, messen und auswerten (abgerufen am 27. Jul. 2018)
- Wellenform basierte Quellenlokalisierung im Vergleich zu konventionellen Methoden (abgerufen am 27. Juli 2018)